[0032]图2为实施例1中正、异丁烷在结构化固定床及颗粒固定床上的吸附透过曲线图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
[0034]实施例1
[0035]将含有体积分数为50ppm硫醇，0.5 %正丁烷和1.7%异丁烷的低纯度丙烷气体导入高度为15cm，内径为2cm的结构化固定床中，固定床从进气端到出气端依次装填3cm厚度的40?60目的含3wt.%Ce02的颗粒活性炭催化剂，lcm厚度的微纤包覆含3wt.%Ce02的活性炭催化材料，9cm厚度的40?60目13X分子筛颗粒吸附剂和2cm厚度的纸状梯度化金属微纤复合13X分子筛膜吸附材料，催化剂用于催化氧化去除硫醇，吸附剂用于吸附脱除正、异丁烷杂质，气体流速为20mL/min，吸附温度为30°C，压力为0.2MPa，获得高纯度丙烷，产品纯度为99.7 %，其总硫含量< 2ppm。
[0036]在同样条件下，在固定床中依次装填厚度相同的颗粒催化剂和吸附剂，即装填4cm厚度的40?60目的含3wt.%Ce02的颗粒活性炭催化剂和1 lcm厚度的40?60目13X分子筛颗粒吸附剂对原料气进行催化与吸附实验。
[0037]两种情况下(正、异丁烷在结构化固定床及颗粒固定床上)，得到的正、异丁烷吸附透过曲线结果如图2所示。图中，纵坐标为正、异丁烷出口浓度和初始浓度的比值。从图中可以看出，由于纸状梯度化金属微纤复合13X分子筛膜吸附容量较13X分子筛颗粒小，故正、异丁烷在基于纸状梯度化金属微纤复合13X分子筛膜的结构化固定床上的透过时间比13X分子筛颗粒固定床短。纸状梯度化金属微纤复合13X分子筛膜的引入，使得结构化固定床的传质速率加快，其透过曲线斜率大大提高，床层利用率也随之提高。
[0038]实施例2
[0039]将含有体积分数为60ppm硫化氢，0.5 %乙烷，0.8 %丙烷和0.6 %正丁烷的低浓度甲烧气体导入高度为10cm，内径为2cm的结构化固定床中，固定床从进气端到出气端依次装填2cm厚度的40?60目的含5wt.%Co304的NaY分子筛颗粒催化剂，0.5cm厚度的微纤包覆含5wt.%Co304的NaY分子筛催化材料，6cm厚度的40?60目ZSM-5分子筛颗粒吸附剂和1.5cm厚度的纸状梯度化金属微纤复合ZSM-5分子筛膜吸附材料，催化剂用于催化氧化去除硫化氢杂质，吸附剂用于吸附脱除乙烷、丙烷和正丁烷，气体流速为40mL/min，吸附温度为25°C，压力为0.5MPa，获得高纯度甲烷，产品纯度为99.8 %，其总硫含量< 2ppm。
[0040]实施例3
[0041 ] 将含有体积分数为30ppm硫化氢，0.5%乙烷和1.2%正丁烷的低浓度丙烷气体导入高度为20cm，内径为2cm的结构化固定床中，固定床从进气端到出气端依次装填2cm厚度的40?60目的含2wt.%Μη02的13X分子筛颗粒催化剂，0.5cm厚度的纸状梯度化金属微纤复合13X分子筛膜催化材料(含2wt.%Mn02)，5cm厚度的40?60目4A分子筛颗粒吸附剂和lcm厚度的纸状梯度化金属微纤复合4A分子筛膜吸附材料，10cm厚度的40?60目的颗粒活性炭吸附剂和1.5cm厚度的微纤包覆活性炭吸附材料，催化剂用于催化氧化去除硫化氢杂质，吸附剂依次用于吸附脱除乙烷和正丁烷杂质气体，气体流速为40mL/min，吸附温度为25°C，压力为0.5MPa，获得高纯度丙烷，产品纯度为99.5 %，其总硫含量< 2ppm。
[0042]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高纯度烷烃的分离与提纯方法，其特征在于:是将含有硫化物杂质的烷烃气体，通过吸附与耦合为一体的结构化固定床，使得含有硫化物杂质的烷烃气体进行分离提纯，得到所需的高纯度烷烃;所述结构化固定床中装填有颗粒材料和梯度材料。2.根据权利要求1所述高纯度烷烃的分离与提纯方法，其特征在于:所述颗粒材料为颗粒分子筛吸附剂、颗粒分子筛催化剂、颗粒活性炭吸附剂或颗粒活性炭催化剂中的一种以上;所述梯度材料为纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜吸附材料、纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜催化材料，微纤包覆分子筛吸附材料、微纤包覆分子筛催化材料、微纤包覆活性炭吸附材料或微纤包覆活性炭催化材料中的一种以上。3.根据权利要求2所述高纯度烷烃的分离与提纯方法，其特征在于:所述颗粒分子筛吸附剂和颗粒分子筛催化剂中分子筛为LTA型、MFI型或FAU型； 所述纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜吸附材料和纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜催化材料中分子筛膜为LTA型、MFI型或FAU型； 所述微纤包覆分子筛吸附材料和微纤包覆分子筛催化材料中分子筛为LTA型、MFI型或FAU 型。4.根据权利要求2所述高纯度烷烃的分离与提纯方法，其特征在于:所述催化剂和/或催化材料负载有金属氧化物，所述金属氧化物为能够催化氧化硫化物的金属氧化物或能够去除杂质烷烃的金属氧化物。5.根据权利要求1所述高纯度烷烃的分离与提纯方法，其特征在于:所述结构化固定床中，颗粒材料与颗粒材料间需填充梯度材料； 所述分离提纯过程中需要催化时，颗粒材料中催化剂装填在进气端。6.根据权利要求5所述高纯度烷烃的分离与提纯方法，其特征在于:所述颗粒材料与颗粒材料间需填充梯度材料为不同的颗粒材料间需填充梯度材料。7.根据权利要求1所述高纯度烷烃的分离与提纯方法，其特征在于:所述烷烃气体的气体流速为20?200mL/min ；所述分离提纯的温度为10?50°C，压力为0.1?0.6MPa。8.根据权利要求1所述高纯度烷烃的分离与提纯方法，其特征在于:所述烷烃气体为甲烧，乙烧，丙烧，正丁烧和异丁烧中的一种以上； 所述硫化物为硫醚、硫醇、羰基硫和硫化氢中的一种以上。9.根据权利要求8所述高纯度烷烃的分离与提纯方法，其特征在于:所述硫化物采用以下能够去除硫化物的吸附剂/吸附材料或催化剂/催化材料去除:颗粒分子筛吸附剂、颗粒分子筛催化剂、颗粒活性炭吸附剂、颗粒活性炭催化剂、纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜吸附材料、纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜催化材料，微纤包覆分子筛吸附材料、微纤包覆分子筛催化材料、微纤包覆活性炭吸附材料和/或微纤包覆活性炭催化材料;所述颗粒分子筛吸附剂和颗粒分子筛催化剂中分子筛为LTA型、MFI型或FAU型;所述纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜吸附材料和纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜催化材料中分子筛膜为LTA型、MFI型或FAU型;所述微纤包覆分子筛吸附材料和微纤包覆分子筛催化材料中分子筛为LTA型、MFI型或FAU型。10.根据权利要求8所述高纯度烷烃的分离与提纯方法，其特征在于:所述烷烃中甲烷、乙烷或丙烷采用以下能够去除相应烷烃的吸附剂/吸附材料或催化剂/催化材料:颗粒分子筛吸附剂、颗粒分子筛催化剂、颗粒活性炭吸附剂、颗粒活性炭催化剂、纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜吸附材料、纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜催化材料，微纤包覆分子筛吸附材料、微纤包覆分子筛催化材料、微纤包覆活性炭吸附材料和/或微纤包覆活性炭催化材料;所述颗粒分子筛吸附剂和颗粒分子筛催化剂中分子筛为LTA型、MFI型或FAU型;所述纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜吸附材料和纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜催化材料中分子筛膜为LTA型、MFI型或FAU型;所述微纤包覆分子筛吸附材料和微纤包覆分子筛催化材料中分子筛为LTA型、MFI型或FAU型； 所述烷烃中正丁烷或异丁烷采用以下能够去除相应烷烃的吸附剂/吸附材料或催化剂/催化材料:颗粒分子筛吸附剂、颗粒分子筛催化剂、颗粒活性炭吸附剂、颗粒活性炭催化剂、纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜吸附材料、纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜催化材料，微纤包覆分子筛吸附材料、微纤包覆分子筛催化材料、微纤包覆活性炭吸附材料和/或微纤包覆活性炭催化材料;所述颗粒分子筛吸附剂和颗粒分子筛催化剂中分子筛为MFI型或FAU型;所述纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜吸附材料和纸状梯度化金属微纤复合分子筛膜催化材料中分子筛膜为MFI型或FAU型;所述微纤包覆分子筛吸附材料和微纤包覆分子筛催化材料中分子筛为MFI型或FAU型。
【专利摘要】本发明属于化合物分离纯化的技术领域，公开了一种高纯度烷烃的分离与提纯方法。所述分离与提纯方法为将含有硫化物杂质的烷烃气体，通过吸附与耦合为一体的结构化固定床，使得含有硫化物杂质的烷烃气体进行分离提纯，得到所需的高纯度烷烃；所述结构化固定床中装填有颗粒材料和梯度材料。本发明的结构化固定床可以显著降低床层压降，强化传质传热效率，提高吸附速率和反应接触效率，还可以有效减少颗粒吸附/催化剂的磨损，降低成本，为解决传统颗粒填充固定床所存在的问题提供有效的解决途径。通过本发明的方法，能够获得高纯度的所需烷烃。
【IPC分类】C07C9/08, C07C9/04, C07C7/13, C07C7/00, C07C7/148
【公开号】CN105481629
【申请号】CN201510963020
【发明人】鄢瑛, 向欢, 张会平, 刘鹏飞
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月17日